Аппараты сухой механической очистки запыленных выбросов

↑

▷ Содержание

Стр 1 из 15Следующая ⇒

Содержание

Введение

В качестве курсовой работы студентам предлагается работа, состоящая из теоретической и расчетной частей. Курсовая работа по процессам и аппаратам защиты окружающей среды является завершающим этапом работы студентов над изучаемой дисциплиной

Курсовая работа выполняется по теме: «Анализ процессов и расчёт аппаратов защиты окружающей среды».

Работа выполняется в течение семестра, до зачётной недели.

Цель работы: формирование практических знаний по дисциплине «Процессы и аппараты защиты окружающей среды». Этой цели служит выполнение данной курсовой работы, реализация всех этапов, которой соответствует методикам проведения конструктивных расчетов аппаратов защиты окружающей среды.

Объект исследования теоретической части: аппараты защиты окружающей среды.

Например,

1. Мокрая очистка газов.

2. Абсорбционная очистка.

3. Адсорбционная очистка.

Цель работы: овладеть практическими навыками анализа и подбора аппаратов защиты окружающей среды. Укрепить знания самостоятельного решения инженерно-технических задач по проектированию процессов и аппаратов химических производств.

Для достижения цели были поставлены следующие задачи (ориентировочно):

1. Определить основные конструкции аппаратов, обозначив их ключевые достоинства и недостатки.

2. Выявить преимущества и недостатки конструктивных решений. Определить технические особенности эксплуатации аппаратов.

3. Произвести конструкционные расчеты аппаратов по индивидуальному варианту.

4. Начертить конструкционные схемы аппаратов (общие виды) в программе Компас 3D.

В рамках выполнения курсовой работы студенты научатся анализировать конструкции аппаратов, выявляя достоинства и недостатки конструктивных решений, определять эксплуатационные характеристики, получат практические навыки расчёта аппарата и представления чертежа общего вида в программе в программе «КОМПАС-3D».

Вариант работы назначается преподавателем и утверждается на кафедре.

Если его научно-исследовательская работа связана с очисткой газов или сточных вод, то в качестве расчетного типа аппарата по согласованию с преподавателем выбирается конкретный, необходимый ему аппарат. Если работа студента не связана с системами очистки, то студенту назначается классический вариант расчетной части.

Структура работы включает в себя следующие элементы:

- титульный лист;

- задание на выполнение курсовой работы;

- содержание;

- введение;

- основную часть / пояснительную записку (разделы, главы);

- заключение;

- список использованных источников (не менее 15);

- приложения.

- чертеж А3, А4.

Задание на курсовую работу

Необходимо выполнить конструктивный расчет следующих аппаратов защиты окружающей среды.

Варианты заданий представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Распределение вариантов

Таблица 2 - Критерии оценки

Задание по расчету аппаратов сухой очистки

Задание 1- Циклон

Рассчитать газоочистной аппарат (циклон) для разделения взвешенных частиц от газового потока.

В таблице 3 приведены исходные данные:

1. объем очищаемого газа Qм³/с;

2. плотность газа при рабочих условиях p (кг/м³);

3. динамическая вязкость газа при рабочей температуре, μ, Па с;

4. дисперсный состав пыли d₅₀ мкм;

5. , мкм – медианный размер частиц пыли,

6.  – стандартное отклонение размеров частиц пыли,

7.  – входная концентрация пыли,

8.  – плотность частиц пыли,

9.  – требуемая эффективность очистки газа.

Исходные данные необходимо взять из таблицы 3 по заданному варианту. Начертить схему циклона по результатам расчета.

Таблица 3 – Исходные данные к заданию 1

N	Наименование оборудования
1	Клинкерно-обжиговая печь	20	1,29	17,3	23	0,501	30	2000	0,85
2		26	1,29	17,3	20	0,602	10	2000	0,80
3		10	1,29	17,3	14	0,535	25	2000	0,80
4		16	1,29	17,3	9	0.497	20	2000	0.80
5	Шахтная мельница	0.1	1,29	17,3	56	0,97	00	2240	0,80
6	Крекинг-установка	2	1,29	17,3	16	0,250	10	2600	0,85
7		10	1,29	17,3	14	0,250	20	2600	0,85
8	Крекинг-установка	10	1,29	17,3	7	0,301	15	2600	0,85
9	Углесушильный барабан	5	1,29	17,3	15	0,334	50	1350	0.80
10	Шаровая мельница	1	1,29	17,3	6	0.468	20	2900	0,80
11	Вращающаяся цементная печь	10	1,29	17,3	7	0,345	40	2000	0.80
12	Вращающаяся цементная печь	10	1,29	17,3	18	0,652	20	2000	0,85
13	Электролизер алюминия	5	1.29	17,3	10	0,352	1	2700	0,85
14	Вращающаяся печь обжига	2	1,29	17,3	13	0.215	100	2900	0,85
15	Вращающаяся печь обжига	3	1.29	17,3	8	0,506	40	2650	0.80
16	Распылительная сушилка	10	1,29	17,3	8	0,210	4	1800	0.80
17	Барабанная сушилка	10	1,29	17,3	15	0,360	10	1800	0,80
18		12	1,29	17,3	11	0.360	20	1800	0,80
19	Барабанная сушилка	8	1,29	17,3	20	0,352	0	2700	0,85
20	Цементная мельница	5	1,29	17,3	12	0,468	60	2900	0,85
21	Наждачный станок	0,5	1.29	17,3	38	0.214	10	2500	0.85
22	Шаровая мельница	3	1,29	17,3	9	0,385	10	2900	0,80
23	Электролизер алюминия	8	1,29	17,3	10	0.468	2	2700	0.85
24	Наждачный станок	0,6	1,29	17,3	30	0.312	5	2500	0,85
25	Шаровая мельница	2	1,29	17,3	6	0,268	0	2900	0.80
26	Наждачный станок	0,8	1,29	17,3	30	0.314	8	2500	0,85
27	Наждачный станок	10	1,29	17,3	6	0,468	10	2000	0.80
28	Шаровая мельница	12	1,29	17,3	7	0.214	2	2000	0,80
29	Наждачный станок	8	1,29	17,3	18	0,385	15	2240	0.80
30	Барабанная сушилка	5	1,29	17,3	10	0.468	10	2600	0,85

Таблица 4 - Соотношение размеров в долях диаметра  для циклонов

Размеры	Тип циклона
Наименование	Обозначение	ЦН-15	ЦН-15У	ЦН-24	ЦН-11	СДК-ЦН-33	СК-ЦН-34
Внутренний диаметр выхлопной трубы		0,59  для всех типов				0,334	0,340
Внутренний диаметр пылевыпускного отверстия		0,3–0,4  для всех типов				0,334	0,229
Ширина входного патрубка в циклоне (внутренний размер)		0,2  для всех типов				0,264	0,214
Ширина входного патрубка на входе (внутренний размер)		0,26  для всех типов				–	–
Длина входного патрубка		0,6  для всех типов				0,6	0,6
Диаметр средней линии циклона		0,8  для всех типов
Высота установки фланца		0,1  для всех типов				0,1	0,1
Угол наклона крышки и входного патрубка циклона						–	–
Внутренний диаметр циклона		–	–	–	–	–	–
Высота входного патрубка (внутренний размер)		0,66	0,66	1,11	0,48	0,535	0,2– 0,3
Высота выхлопной трубы		1,74	1,5	2,11	1,56	–	–
Высота цилиндрической части циклона		2,26	1,51	2,11	2,06	0,55	0,515
Высота конуса циклона		2	1,5	1,75	2,0	3	2,11
Высота внешней части выхлопной трубы		0,3	0,3	0,4	0,3	0,2 – 0,3	0,515
Общая высота циклона		4,56	3,31	4,26	4,38	–	–
Высота заглублений выхлопной трубы		–	–	–	–	0,535	0,515
Радиус улитки входного патрубка		–	–	–	–	*
						1350	1350

Задание 2 – Металлический фильтр

Рассчитать параметры пористого металлического фильтра для очистки воздуха от пыли глинозема, при нормальном атмосферном давлении (Р_атм=100 кПа) и температуры воздуха 20 ⁰С. Начальное сопротивление фильтра P_нач=10 кПа. Плотность частиц загрязнителя ρч=3,9∙10³ кг/м³. Пористость осадка По =0,5. Вязкость воздуха при 20 °С: μ=18∙10-6 Па∙с.

Другие исходные данные по вариантам представлены в таблице 3: расход воздуха Q; концентрация пыли в воздухе c_вх; требуемая тонкость очистки d_{то абс}; наибольшее допустимое (конечное) сопротивление фильтра ΔРкон; время непрерывной работы фильтра τ.

Таблица 5 – Исходные данные к заданию 2

Задание 3 - Электрофильтр

Рассчитать электрофильтр заданной марки, представленной в таблице 4. Для расчета электрофильтра необходимы следующие исходные данные.

Исходные данные:

- объемный расход газа Q и другие параметры очищаемых газов;

- концентрация и некоторые другие свойства пыли;

- требуемая степень очистки газа.

Таблица 6 – Исходные данные к заданию 3

Примечание: А – модифицированный; В – вертикальный; Г – горизонтальный; У – унифицированный; Ш – шестигранные электроды; М – мокрый; П – пластинчатый; К – кислотный; Тр – трубчатый; Т –температурный; Э –электрофильтр.

Задание по расчету аппаратов мокрой очистки газов

На втором этапе курсовой работы необходимо научиться выполнять конструктивный расчет аппаратов мокрой очистки.

Задание 4 – Скруббер и форсунка

Для расчета скруббера и форсунки необходимы следующие исходные данные:

¾ расход очищаемого газа Q_газ(м/с);

¾ скорость потока (м/с);

¾ требуемая производительность форсунки Q (м³/с);

¾ перепад давления ∆Pж (Па);

¾ корневой уголь факела β (град);

¾ свойства жидкости: плотность жидкости _pж (кг/м³); вязкость µ_ж – (Па∙с) и поверхностное натяжение σ;

¾ плотность p_г и вязкость µ_г окружающего газа;

¾ коэффициент расхода γ.

Исходные данные представлены в таблице 7.

Таблица 7 – Исходные данные к заданию 4

Задание по расчету аппаратов для механической очистки сточных вод

Задание 5 - Отстойник

Выбрать и произвести технологический расчет отстойника согласно исходным данным Таблица 9.

Таблица 9 – Исходные данные для расчета отстойника

Задание 6 - Песколовка

Произвести технологический расчет горизонтальной песколовки согласно исходным данным Таблица 10.

Таблица 10 – Исходные данные для расчета песколовки

Задание 7 - Центрифуга

Выбрать и произвести технологический расчет горизонтальной центрифуги с ножевым съемом осадка согласно исходным данным Таблица 11.

Таблица 11 – Исходные данные для расчета центрифуги

Задание по расчету аппаратов для физико-химической и биологической очистки сточных вод

Задание 8 - Флотатор-отстойник

Произвести технологический расчет флотатора- отстойника согласно исходным данным Таблица 12.

Таблица 12 – Исходные данные для расчета флотатора-отстойника

Задание 9 – Аэротенк

Произвести технологический расчет аэротенка согласно исходным данным Таблица 10.

Таблица 13 – Исходные данные для расчета аэротенка

Методики расчета

Задание 1-Расчет циклона

Цель расчета: Приобретение навыков по выбору и расчету циклонов.

Расчет циклонов ведут методом последовательных приближений.

Методика расчета:

Таблица 1 -Параметры, определяющие эффективность циклонов

Параметры	Тип циклона
	ЦН-24	ЦН-15У	ЦН-15	ЦН-11	СДК ЦН-33	СКЦН-34	СК ЦН 34М
ωоп, м/с	4,5	3,5	3,5	3,5	2,0	1,7	2,0
, мкм	8,50	6,00	4,50	3,65	2,31	1,95	1,13
	0,308	0,283	0,352	0,352	0,364	0,308	0,340

ω_оп – скорость движения газа в циклоне, м/с.

– оптимальный диаметр частиц, осаждаемых с эффективностью 50 %, мкм.

– стандартное отклонение функции распределения парциальных коэффициентов очистки.

Расчет начинают с циклона, для которого диаметр частиц пыли  должен быть ориентировочно в 2 раза больше, чем .

d _м > 2d^т₅₀,

где  – медианный размер частиц, то есть такой размер, при котором количество частиц крупнее  равно количеству частиц мельче .

Диаметр циклона вычисляется по формуле:

                                       ,                                  (1)

где  – количество очищаемого газа, м³/с;

 – количество циклонов.

Полученное значение диаметра  округляется до ближайшего типового значения внутреннего диаметра циклона  (табл. 2).

При диаметре циклона более 2,0 м увеличиваем количество циклонов. Количество циклонов принимается кратное 2. Типовые значения внутреннего диаметра циклона представлены в таблице 2.

Таблица 2 - Типовые значения внутреннего диаметра циклона

, м

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

1,2

1,4

1,6

1,8

2,0

2,2

2,4

2,6

2,8

3,0

По выбранному диаметру циклона находится действительная скорость движения газа в циклоне:

                                , м/с,                             (2)

Действительная скорость в циклоне не должна отклоняться от оптимальной более чем на

.

При отклонении более чем 15 % выбирают другой тип циклона.

Параметр  определяют следующим образом.

– диаметр частиц, осаждаемых с эффективностью при рабочих условиях.

Величина  определяется по формуле:

                              .                       (3)

Значение соответствует следующим типовым параметрам работы циклона:

С учетом этих значений формула (3) принимает вид:

. (4)

Полученное значение  должно быть меньше  (заданного). Если это не выполнятся, то необходимо выбрать другой циклон с меньшим значением .

Расчет параметра  определяют по формуле:

                                   ,                                   (5)

где – стандартное отклонение функции распределения парциальных коэффициентов очистки (табл. 1);

 – стандартное отклонение размеров частиц пыли (параметр из табл. 7).

По величине параметра X определяют значение нормальной функции распределения Ф(Х) – полный коэффициент очистки газа, выраженный в долях:

                   .                       (6)

Определятся эффективность очистки газа в циклоне (η):

                                    .                              (7)

Полученное значение сопоставляют с требуемым. Если η окажется меньшетребуемого, то необходимо выбрать другой тип циклона с меньшим значением ω _опи .

Определение коэффициента гидравлического сопротивления циклона:

,                       (8)

где –поправочный коэффициент на диаметр циклона (табл. 3);

– поправочный коэффициент на запыленность газа (табл. 4);

– коэффициент гидравлического сопротивления одиночного циклона диаметром  мм(табл. 5).

Определение поправочного коэффициента  – по таблице 3.

Таблица 3- Определение поправочного коэффициента

Определение поправочного коэффициента  производим по таблице 4.

Таблица 4 -- Определение поправочного коэффициента

Познавательные статьи:



Организация работы процедурного кабинета

Статус республик в составе РФ

Понятие финансов, их функции и особенности

Сущность демографической политии